我们是怎么把rtc源码重新“搭积木”的

去年下半年，我们团队做了一个比较大的决定——把实时通信的底层源码做一次彻底的模块化重构。这个决定看起来简单，但背后的思考和过程其实挺有意思的。我想把这段经历写下来，既是给自己做个记录，也希望能给正在考虑类似改造的同行们一些参考。

为什么要写这篇文章呢？因为在重构之前，我们踩了不少坑，也走了不少弯路。当时网上关于rtc模块化重构的资料并不多，很多方案看起来理论完美，但真正落地时完全是另一回事。我们希望通过分享真实的思考过程和具体实施细节，让后来者少一些迷茫。

一切开始于一个普通的周二下午

记得那天我们正在开例行的技术周会，讨论最近版本的稳定性问题。会上，同事小王提到了一个奇怪的bug：音频采集模块的一个小改动，竟然导致回声消除模块出现了问题。这在我们的预料之外，但仔细想想又觉得在情理之中——因为整个代码库太耦合了，牵一发动全身。

其实这个问题已经存在很久了只是一直没有引起足够的重视。想想我们当初的系统架构，所有的功能模块都写在一个大工程里，模块之间的调用关系像一团乱麻。你根本说不清哪个函数被哪些地方调用了，也不敢轻易改动任何一行代码，因为不知道会引发什么连锁反应。这种状态持续了将近两年，代码的维护成本越来越高，新功能的开发速度越来越慢，团队成员的士气也在慢慢下降。

原来的架构到底有什么问题

在决定重构之前，我们对现有系统做了一次全面的“体检”。这个过程让我想起了医生给病人做全身检查，只有找到真正的病因，才能对症下药。

首先是编译时间的问题。我们算了一下，全量编译一次项目需要四十多分钟，这还是在我们使用高性能工作站的情况下。如果一个开发者每天需要编译十次代码，那就意味着有一个多小时浪费在等待上。一年下来，这个数字相当可观。而且更让人头疼的是，当代码库越来越大时，编译时间还在持续增长，没有任何减缓的趋势。

其次是测试效率的问题。因为模块之间高度耦合，单元测试几乎无法独立进行。你想单独测试音频处理模块？不好意思，它依赖网络传输模块的数据，想绕都绕不过去。结果就是我们只能做集成测试，而集成测试的覆盖面和效率都很有限。很多隐藏的bug直到上线后才被发现，这时候修复的成本已经是开发阶段的好几倍了。

还有新人融入的问题。新入职的同事想要上手RTC源码，平均需要两到三个月的适应期。不是因为功能逻辑复杂，而是因为代码结构太混乱，缺少清晰的边界和接口定义。有人形容原来的代码库像一座没有地图的迷宫，进去之后很容易迷失方向。

我们面临的具体技术债务

通过详细的代码审计，我们发现了几类典型的技术债务。第一类是“循环依赖”，某些模块A调用模块B，模块B又回调模块A，形成了一个闭环。这种设计让代码的执行路径变得难以预测，也给调试带来了极大的困难。第二类是“上帝模块”，某个单文件积累了数千行代码，包含了完全不相干的功能。这种模块几乎无法维护，任何一个小改动都可能引发意想不到的问题。第三类是“魔法数字”满天飞，配置文件和硬编码混杂在一起，参数的含义全靠猜和试。

这些问题不是一天两天形成的，而是多年快速迭代留下的痕迹。在业务快速发展的阶段，我们不得不优先考虑功能交付，代码质量只能往后放一放。这种选择在当时是合理的，但欠下的债早晚是要还的。

模块化重构的设计思路

明确了问题所在之后，我们开始思考解决方案。模块化重构的核心理念其实很简单：把复杂系统拆分成独立的、可复用的、职责单一的模块，每个模块只做好一件事。但知易行难，真正实施的时候有太多的细节需要考虑。

首先是边界的划分。我们把RTC系统按照功能域划分为几个大的模块族：采集与渲染模块负责音视频数据的输入输出；编解码模块负责数据的压缩与解压；网络传输模块负责数据的发送与接收；会议控制模块负责房间管理、人员管理、权限控制等逻辑；质量监控模块负责实时统计各项QoS指标。每个模块族下面再细分为更小的子模块，形成树状的层级结构。

然后是接口的定义。模块之间的通信必须通过明确定义的接口，不能直接访问对方的内部实现。我们花了很长时间来设计这些接口，既要保证足够的灵活性，又要避免过度设计。比如音频处理模块需要知道当前的回声消除参数，但它不应该知道这些参数是怎么存储的、是谁配置的。接口的作用就是隔离这些细节，让模块之间保持松耦合。

最后是依赖管理。模块之间的依赖关系要尽量简单、清晰，最好是单向的。我们使用有向无环图来检查依赖关系，确保不会出现循环依赖。对于确实需要双向通信的场景，我们引入了事件总线作为中介，发送方和接收方不需要直接持有对方的引用。

具体到每个模块的设计

让我详细说说几个关键模块的设计思路。音频采集模块我们把它做成了可插拔的架构，支持多种音频源（麦克风、屏幕共享、系统音频等）的动态切换。每种音频源都实现统一的接口，采集模块只需要调用接口方法，不需要关心具体的实现细节。这样如果未来需要支持新的音频源，只需要新增一个实现类就可以了，对现有代码没有任何影响。

网络传输模块是我们重构的重点之一。原来的设计把传输逻辑和业务逻辑混在一起，代码臃肿且难以测试。重构之后，我们把传输层抽象成一个简单的通道接口，只负责数据的发送和接收。所有的重传策略、拥塞控制、带宽估计都在传输层之上实现，两者互不干扰。这种设计让我们可以灵活地尝试不同的传输算法，而不需要改动业务代码。

编解码模块的处理方式也类似。我们定义了一套统一的编解码接口，包括初始化、编码、解码、释放等基本操作。每种编解码器都实现这套接口，可以独立开发和测试。值得注意的是，我们还引入了动态加载机制，编解码器以插件的形式存在，主程序在启动时根据配置决定加载哪些编解码器。这种设计大大降低了编解码模块的维护成本。

实施过程中的挑战与应对

重构方案确定之后，我们并没有选择大爆炸式的重写，而是采用了渐进式迁移的策略。原因很简单：我们的系统每天都有线上运行，不能因为重构而中断服务。渐进式迁移的核心思路是 新旧系统并行运行，逐步切换流量，给问题留出暴露和修复的时间窗口。

这个过程并不顺利。第一个挑战是如何保证新旧系统的行为一致性。理论上说，只要接口定义一样，功能就应该一样。但实际情况要复杂得多，有些隐藏的边界条件在旧系统中处理的方式很特别，如果我们照搬到新系统，工作量太大；如果按照理想的方式处理，又可能和旧系统的行为有差异。我们最终的解决方案是建立完整的用例库，对比新旧系统在所有用例下的输出，确保行为一致。

第二个挑战是性能优化。模块化不可避免地会引入一些额外的抽象层，比如函数调用、内存拷贝等。这些开销在单机场景下可能不明显，但在高并发的RTC场景下会累积成显著的性能问题。我们通过profiling工具找到了多个性能热点，针对性地做了优化。比如把频繁调用的接口改为内联，把关键路径上的内存分配改为预分配，把一些轻量级的模块合并回大模块。模块化不是目的，性能和功能才是目的，不能为了模块化而牺牲用户体验。

第三个挑战是团队协作。因为重构涉及到代码结构的根本变化，团队成员需要时间来适应新的开发模式。我们组织了几次内部培训，详细讲解新架构的设计理念和开发规范。同时我们也在工具链上做了投入，建设了自动化的接口检查工具、依赖分析工具，帮助开发者尽早发现问题。慢慢地，团队从最初的不适应转变为认可和主动维护，这种转变比我预期的要快。

重构带来的实际效果

说了这么多设计思路和实施过程，大家最关心的可能还是效果。经过将近半年的努力，我们的模块化重构基本完成，交接给了维护团队。下面说说我们观察到的一些变化。

这些数字是我们从内部度量系统中提取的，应该说是比较客观的。当然，效果不仅仅体现在数字上，也体现在日常开发的体验上。以前改一行代码要提心吊胆，现在有信心多了，因为模块之间有明确的边界，出了问题很快就能定位。以前新功能的开发要考虑各种兼容性问题，现在只需要关注功能本身，接口会自动帮你处理兼容性。以前看到几千行的大文件就头疼，现在每个模块都控制在合理的规模内，代码可读性大大提高。

一些意外收获

除了预期中的改善之外，重构还带来了一些意想不到的好处。首先是知识共享变得更简单了。因为模块边界清晰，每个模块都有专人负责，当需要了解某个模块的工作原理时，直接找负责人请教就行，不用在庞大的代码库里漫无目的地搜索。其次是技术栈升级变得更可控了。比如我们想把某个依赖库升级到新版本，只需要评估受影响的那几个模块，不用担心牵一发动全身。最后是代码复用变得更自然了。有些模块经过适当改造之后，不仅可以在主产品中使用，还可以用到其他项目中，产生了额外的价值。

如果再来一次我们会怎么做

回顾整个重构过程，我们也有一些反思。如果将来再做类似的事情，有些做法我们会调整。

第一，重构的颗粒度可以更大胆一些。这次我们为了稳妥，选择了比较保守的拆分策略。事后看来，有些模块其实可以拆得更细，独立性可以更高。当然这需要更多的前期设计和更多的测试工作，但在长期维护角度来看是值得的。

第二，接口文档应该更早建立。我们在重构过程中发现，接口的设计是在不断调整的，每次调整都要同步更新相关的实现和测试。如果有自动化的文档生成工具，或者说从代码中直接提取接口契约，应该能减少很多沟通成本。

第三，性能基线测试应该更完善。我们在重构完成后才发现，有些场景的性能实际上是有下降的，只是下降幅度在可接受范围内。如果在重构过程中持续进行性能测试，可以更早发现问题并进行调整。

写在最后

模块化重构是一项需要勇气的工程。它不像加一个新功能那样能立刻看到效果，而是需要长期的投入和坚持。在推进的过程中，你会不断遇到质疑的声音，也会有坚持不下去的时刻。但只要方向是对的，坚持走下去，最终的收益是远超预期的。

我们的RTC源码模块化重构已经告一段落，但这不是终点，而是新的起点。技术债务会不断积累，架构也需要持续演进。希望我们的经验能给你一些启发，也欢迎同行们交流探讨。